VSH88D, VSH88DL VSH89D, VSH89DL

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VSH88D, VSH88DL VSH89D, VSH89DL

Vakuum Messumformer Vacuum Transducer

Betriebsanleitung

Operating Instructions

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vsh-de-130326

Inhalt

1 Hinweise für Ihre Sicherheit ... 4

2 Vakuum Messumformer VSH ... 5

2.1 Zur Orientierung ... 5

2.2 Lieferumfang ... 5

2.3 Produktbeschreibung ... 5

3 Installation ... 7

3.1 Hinweise zur Installation ... 7

3.2 Vakuumanschluss ... 7

3.3 Elektrischer Anschluss ... 8

3.3.1 Anschluss an Thyracont Anzeigegeräte ... 8

3.3.2 Kundeneigene Spannungsversorgung ... 9

4 Betrieb ... 10

4.1 Allgemeines ... 10

4.2 Kommunikation ... 11

4.2.1 Die serielle Schnittstelle des VSH ... 11

4.2.2 Kommunikationsprotokoll ... 12

4.2.3 Befehlsübersicht ... 12

4.3 Bedienung des VSH ... 14

4.4 Degas ... 16

4.5 Nachjustieren ... 17

4.6 Gasart-Korrekturfaktoren ... 19

4.7 Schaltpunkte ... 20

4.8 Modus Heißkathode ... 21

4.9 Modus Wertangleichung ... 22

4.10 Ausheizen - Elektronik abnehmen ... 23

5 Wartung und Service ... 24

6 Technische Daten ... 26

Konformitätserklärung ... 28

Hersteller:

Thyracont Vacuum Instruments GmbH Max Emanuel Straße 10

D 94036 Passau Tel.: ++49/851/95986-0 Fax.: ++49/851/95986-40 email: info@thyracont.de Internet: http://www.thyracont.com

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1 Hinweise für Ihre Sicherheit

Lesen und befolgen Sie alle Punkte dieser Anleitung

Informieren Sie sich über Gefahren, die vom Gerät ausgehen und Gefahren, die von Ihrer Anlage ausgehen

Beachten Sie die Sicherheits- und Unfall-Verhütungsvorschriften Prüfen Sie regelmäßig die Einhaltung aller Schutzmaßnahmen

Installieren Sie das VSH unter Einhaltung der entsprechenden Umgebungsbedingun- gen; die Schutzart ist IP40, d.h. die Geräte sind geschützt gegen Eindringen von Fremdkörpern

Beachten Sie beim Umgang mit den verwendeten Prozessmedien die einschlägigen Vorschriften und Schutzmaßnahmen

Berücksichtigen Sie mögliche Reaktionen zwischen Werkstoffen und Prozessmedien Berücksichtigen Sie mögliche Reaktionen der Prozessmedien infolge der Eigener-

wärmung des Produkts

Gerät nicht eigenmächtig umbauen oder verändern

Informieren Sie sich vor Aufnahme der Arbeiten über eine eventuelle Kontamination Beachten Sie im Umgang mit kontaminierten Teilen die einschlägigen Vorschriften

und Schutzmaßnahmen

Legen Sie beim Einsenden des Gerätes eine Kontaminationsbescheinigung bei Geben Sie die Sicherheitsvermerke an andere Benutzer weiter

Piktogramm-Definitionen

Gefahr eines elektrischen Schlages beim Berühren der Kontakte

Gefahr von Personenschäden

Gefahr von Schäden an Gerät oder Anlage

Wichtige Information über das Produkt, dessen Handhabung oder den jeweiligen Teil der Betriebsanleitung, auf den beson- ders aufmerksam gemacht werden soll

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2 Vakuum Messumformer VSH

2.1 Zur Orientierung

Diese Betriebsanleitung ist gültig für Produkte mit den Artikelnummern VSH88D, VSH88DL,

VSH89D und VSH89DL.

Sie finden die Artikelnummern auf dem Typenschild. Technische Änderungen ohne vorherige Anzeige sind vorbehalten.

2.2 Lieferumfang Zum Lieferumfang gehören:

- Messumformer VSH - Staubschutzkappe - Schutzblende für Sensor - Betriebsanleitung Lieferbares Zubehör:

- Messkabel 2m für Anzeigegerät VD9, W1506002 - Messkabel 6m für Anzeigegerät VD9, W1506006 - Messkabel 2m für Anzeigegerät VD10/VD12, W1515002 - Messkabel 6m für Anzeigegerät VD10/VD12, W1515006 - Gegenstecker SubD 15polig, XB1500002

2.3 Produktbeschreibung

Der Vakuum Messumformer VSH dient zur Absolutdruck-Messung im Bereich 1000 - 5,0x10^-10 mbar. Das Gerät kann an ein Thyracont Anzeigegerät angeschlossen oder gemäß Anschlussbelegung mit einer kundeneigenen Spannungsversorgung betrieben werden.

Das analoge Mess-Signal 1,219V – 8,6V ist dabei über den gesamten Messbereich logarithmisch vom Druck abhängig.

Zusätzlich besitzt das Gerät eine RS485 Schnittstelle zur digitalen Datenübertra- gung (siehe Kapitel 4.2).

Das VSH ist mit einem metallgedichteten Kombinationssensor des Typs Pirani / Heißkathode (Bayard Alpert) ausgerüstet und temperaturkompensiert. Es kann an geeignete Flanschverbindungen angeschlossen werden.

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Bestimmungsgemäße Verwendung

Das VSH dient ausschließlich der Absolutdruckmessung im Bereich 1000 - 5,0x10^-10 mbar. Es darf nur an geeignete und hierfür vorgesehene Komponenten angeschlossen werden.

Nicht bestimmungsgemäße Verwendung

Als nicht bestimmungsgemäß gilt der Einsatz zu Zwecken, die von oben genannten abweichen, insbesondere:

- der Anschluss an Geräte oder Komponenten, die laut ihrer Betriebs- anleitung hierfür nicht vorgesehen sind

- der Anschluss an Geräte, die berührbare, Spannung führende Teile aufweisen.

Bei nicht bestimmungsgemäßem Einsatz erlischt jeglicher Haftungs- und Gewährleistungsanspruch

Die Verantwortung im Zusammenhang mit den verwendeten Prozessmedien liegt beim Betreiber.

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3 Installation

3.1 Hinweise zur Installation

Keine eigenmächtigen Umbauten oder Veränderungen am Gerät vornehmen!

Aufstellungsort: Innenräume

Für nicht vollklimatisierte Betriebsräume gilt:

Temperatur: +5°C ... +60°C

Rel. Luftfeuchte: max. 80% bis 30°C, max. 50% bei 4 0°C, nicht betauend Luftdruck: 860 - 1060 hPa

3.2 Vakuumanschluss

Schmutz und Beschädigungen, insbesondere am Flansch, be- einträchtigen die Funktion dieses Gerätes.

Beachten Sie bitte die beim Umgang mit Vakuumkomponenten erforderlichen Regeln in Bezug auf Sauberkeit und Schutz vor Beschädigung.

- Staubschutzkappe entfernen (wird bei Instandhaltungsarbeiten wieder benötigt!)

- Vakuumanschluss über Kleinflansch DN40 ISO KF (VSH88) oder DN40CF- Flansch (VSH89) herstellen

- Bei Verbindung über Kleinflansch Metall-Spannelemente verwenden, die sich nur mit einem Werkzeug öffnen und schließen lassen (z.B. Spannband- Spannring), Dichtringe mit Zentrierring verwenden

- Sicherstellen, dass der Sensorflansch mit dem Schutzleiter verbunden ist, beispielsweise durch metallischen Kontakt zur geerdeten Vakuumkammer (metallische Spannelemente)

Die Einbaulage ist frei wählbar, jedoch kann eine Montage von unten, d.h. mit nach oben gerichtetem Flansch, zu vorzeitiger Verschmutzung und Ausfall des Geräts führen. Zu bevorzugen ist der Einbau von oben, d.h. mit nach unten gerichtetem Flansch, damit sich Staub und Kondensat nicht in der Messzelle ansammeln können. Der Messumformer ist in dieser Lage ab Werk justiert. Bei anderer Einbaulage ist –ohne Nachjustierung- eine erhöhte Messwertabwei- chung im Druckbereich oberhalb 20 mbar zu erwarten.

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Das Gerät beim Einbau nicht gewaltsam verdrehen, dies kann zur mechanischen Beschädigung führen!

Bei Überdruck im Vakuumsystem > 1 bar

Versehentliches Öffnen von Spannelementen kann zu Verlet- zungen durch herumfliegende Teile führen!

Ungesicherte Schlauchverbindungen können sich lösen und Gesundheitsschäden durch ausströmende Prozessmedien her- beiführen!

Bei Überdruck im Vakuumsystem 1,5 bis 4 bar

Bei KF-Flanschverbindungen können Elastomer-Dichtringe dem Druck nicht mehr standhalten. Dies kann zu Gesundheitsschä- den durch ausströmende Prozessmedien führen.

3.3 Elektrischer Anschluss

3.3.1 Anschluss an Thyracont Anzeigegeräte

Wird der Messumformer an einem Thyracont Anzeigegerät betrieben, ist ein geeignetes Messkabel zu verwenden (siehe Zubehör).

Anschluss des Messumformers niemals mit Spannung führen- dem Kabel herstellen!

Stecker am Messumformer einstecken und mit Schrauben sichern. Gegenüber- liegenden Stecker am Anzeigegerät anstecken und sichern. Erst danach Spannungsversorgung am Anzeigegerät herstellen bzw. einschalten.

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vsh-de-130326 3.3.2 Kundeneigene Spannungsversorgung

Der Messumformer kann auch mit anderen Anzeigegeräten oder kundeneigener Spannungsversorgung betrieben werden.

Die elektrische Verbindung ist unter Verwendung geeigneter Kabel EMV-gerecht gemäß untenstehender Pinbelegung herzustellen:

18 159

Stecker

Pin 1:

Pin 2:

Pin 3:

Pin 4:

Pin 5:

Pin 6:

Pin 7:

Pin 8:

Pin 9:

Pin 10:

Pin 11:

Pin 12:

Pin 13:

Pin 14:

Pin 15:

Typ SubD, 15polig, männlich

Identifikation: 39 kΩ Signal Output 0-10 VDC AGND

Voltage Supply 24 VDC Supply GND

Relay A, N.O.

Relay A, Common Relay A, N.C.

Degas, extern RS485 + RS485 - Shield Relay B, N.O.

Relay B, Common Relay B, N.C.

Wir empfehlen, Abschirmung (Pin 12) und Speisungserde (Pin5) beim Speisegerät mit Erdung zu verbinden.

Falscher Anschluss oder unzulässige Versorgungsspannung können zu Schäden am Messumformer führen.

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4 Betrieb

4.1 Allgemeines Messprinzip

Der Vakuum Messumformer VSH besitzt eine interne Kombination aus

Piranisensor, der die Wärmeleitfähigkeit von Gasen zur Vakuummessung nutzt, und einem Heißkathoden-Ionisationssensor nach Bayard Alpert.

Beim Wärmeleitungssensor wird ein Wendel-Filament in einer Wheatstone Brückenschaltung auf eine konstante Temperatur aufgeheizt. Die notwendige Brückenspannung ist ein Maß für den Absolutdruck.

Der Bayard-Alpert-Sensor ionisiert Gasmoleküle durch Elektronenbeschuss. Der gemessene Ionenstrom ist ein Maß für die Anzahl der vorhandenen Gasmolekü- le und somit für den Absolutdruck.

Ausgangssignal

Das Mess-Signal 1,219 - 8,6 V des VSH ist über den gesamten Messbereich von 5,0x10^-10 - 1000 mbar logarithmisch vom Druck abhängig. Die Umrechnung erfolgt gemäß folgendem Zusammenhang:

Serielle Schnittstelle RS485

Der gemessene Druckwert kann über die serielle RS485 Schnittstelle des Messumformers digital ausgelesen werden. Darüber hinaus können verschiede- ne Parameter wie Gasart-Korrekturfaktoren programmiert werden.

Weitere Informationen hierzu finden sie im Abschnitt 4.2 Kommunikation.

Stabilisierungszeit

Die Ausgabe des Mess-Signals erfolgt direkt nach Einschalten des Geräts. Zur Ausnutzung der vollen Genauigkeit des VSH kann es -insbesondere nach extremen Drucksprüngen- angebracht sein, eine Stabilisierungszeit von 2min zu beachten.

Messgenauigkeit

Das Gerät ist ab Werk in stehender Position bei einer Versorgungsspannung von 24VDC abgeglichen. Verschmutzung, Alterung, extreme klimatische Bedingun- gen oder andere Einbaulagen können ein Nachjustieren erforderlich machen.

Im Bereich oberhalb 20mbar ist die Messgenauigkeit reduziert.

Vout /V = 0,6 log (p/mbar) + 6,8 p /mbar = 10 ( (Vout /V – 6,8) / 0,6 )

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vsh-de-130326 Gasartabhängigkeit

Das Mess-Signal ist gasartabhängig. Das Gerät ist auf N2 bzw. trockene Luft abgeglichen. Für andere Gase können via RS485 Korrekturfaktoren für beide Sensortypen gesetzt werden, so dass unterhalb 0,1 mbar eine korrekte Druckausgabe resultiert (siehe Abschnitt 4.2 bzw. 4.6).

4.2 Kommunikation

4.2.1 Die serielle Schnittstelle des VSH

Der Messumformer VSH verfügt über eine serielle Schnittstelle RS485. Um die Kommunikation über RS485 zu aktivieren, ist zunächst der Gummistopfen über dem Adress-Schalter zu entfernen (1) und anschließend der Adress-Schalter mit einem dünnen Schraubendreher oder ähnlichem Hilfsmittel auf einen Wert zwischen 1 und 16 einzustellen (2). Danach den Gummistopfen wieder einsetzen.

Die Kommunikation erfolgt gemäß Thyracont Protokoll, ausführliche Detailinfor- mationen hierzu finden Sie in einer gesonderten Beschreibung.

Der analoge Signalausgang 0-10V steht gleichzeitig zur RS485 zur Verfügung!

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4.2.2 Kommunikationsprotokoll

Die Kommunikation erfolgt gemäß Thyracont-Protokoll. Die Befehle werden in folgendem Rahmen als Zeichenfolge im ASCII-Code übertragen:

Address Code Data cks CR

Address: 3 Bytes, dezimal; Adressraum RS485: 001 – 999

Code: 1 Byte, Befehlsparameter, Großbuchstaben für Lesen, Kleinbuch- staben für Schreiben

Data: Datenfeld, max. 6 Bytes; kann je nach Code auch fehlen cks: 1 Byte, Checksumme, definiert als Summe über alle Bytes der

Felder Addresse, Code und Data, modulo 64 plus 64.

CR: Carriage Return (0Dh, 13d) Datenformate:

BOOLEAN 1 Byte

STRING: max. 6 Bytes

UNSIGNED INT: 6 Bytes mit führenden Nullen FLOAT: 6 Bytes, Exponentialformat

4 Bytes Mantisse (entspricht Mantissenwert x 1000) 2 Bytes Exponent, Offset 20

FLOAT-Werte werden in hPa (mbar) übertragen!

Beispiel: Der Wert "460016" in einem Float-Datenfeld steht für 4.6x10^-4 mbar.

Schnittstellen-Parameter:

9,6 / 14,4 / 19,2 / 38,4 / 57,6 / 115,2 kBit/s, 8 Datenbits, 1 Stopbit, keine Parität Nach dem Einschalten startet der Transmitter mit 9,6 kBit/s.

Empfängt er Anfrage-Telegramme mit einer anderen Baudrate, so stellt sich der Transmitter automatisch darauf ein. Für diese automatische Baudraten-Erkennung benötigt er maximal zwei Telegramme der Sorte "Typanfrage" oder "Messwertanfrage".

4.2.3 Befehlsübersicht

Der Messumformer reagiert auf Typanfragen, Messwertanfragen, Degas- Anweisungen (siehe Abschnitt 4.4) , Justierbefehle (Abschnitt 4.5) und Befehle zum Setzen von Gasart-Korrekturfaktoren (Abschnitt 4.6).

Die Programmierung der beiden Relais-Schaltpunkte des VSH ist ebenfalls via RS485 möglich (Abschnitt 4.7).

Darüber hinaus lassen sich Parameter konfigurieren, die das Verhalten der Sensorik bestimmen (Abschnitt 4.8 und 4.9).

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vsh-de-130326 Befehlsübersicht:

Befehlstyp Code Datentyp Funktion

Typ T STRING lesen

(VSH: VSH208)

Messwert M FLOAT lesen

Degas D, d BOOLEAN lesen D, schreiben d

Schaltpunkt S, s FLOAT lesen S, schreiben s

(VSH: SP1 und SP2) Gasart-Korrekturfaktor C, c UNSIGNED INT lesen C, schreiben c

(VSH: C1 für Pirani, C2 für Bayard Alpert) Modus Heißkathode I, i BOOLEAN lesen I, schreiben i Modus

Wertangleichung

W, w UNSIGNED INT lesen W, schreiben w

Druckjustierwert j FLOAT schreiben

Beispiele (für Adress-Schalterstellung "1"):

Aktion Telegramm an

Messumformer

Antwort-Telegramm vom Messumformer Typ lesen "001Te^CR" "001TVSH208p^CR"

Messwert lesen "001M^^CR" "001M260014K^CR"

( 2.6x10-6 mbar) Degas einschalten "001d1f^CR" "001d1f^CR"

Degas ausschalten "001d0e^CR" "001d0e^CR"

Schaltpunkt 2 lesen "001S2V^CR" "001S400016O^CR"

( 4.0x10-4 mbar) Unlock Schaltpunkt 2

Schaltpunkt 2 auf 4.2x10-4 mbar setzen

"001s2v^CR"

"001s420016q^CR"

"001s2v^CR"

"001s420016q^CR"

Unlock Gasart-Korrekturfaktor 1 Gasart-Korrekturfaktor 1 auf 1.20 setzen

"001c1e^CR"

"001c000120W^CR"

"001c1e^CR"

"001c000120W^CR"

Unlock Justierpunkt für Atmosphärendruck

Justieren auf Atmosphärendruck

"001j1l^CR"

"001j100023a^CR"

"001j1l^CR"

"001j100023a^CR"

Vor dem Schreiben der Parameter "c" (Korrekturfaktor), "s" (Schaltpunkt) und "j"

(Justierpunkt) müssen diese zunächst mit einem Unlock-Befehl freigeschaltet werden!

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4.3 Bedienung des VSH

Das VSH besitzt eine Status-LED, welche folgende Betriebszustände signalisiert:

Normalbetrieb

Initialisiere Eingabe

/ Heißkathode an Normalbetrieb / Heißkathode aus

(grün - Dauerleuchten) (grün - langsames Blinken) (grün - schnelles Blinken)

Fehler ( Degas on

rot - Dauerleuchten) (rot - langsames Blinken)

(rot - schnelles Blinken) Initialisiere Degas

Warnung: Heißkathode Filament 1 defekt Bereit zum Nachjustieren

(orange - Dauerleuchten) (orange - langsames Blinken)

(orange - schnelles Blinken) Initialisiere Nachjustieren

Die Modelle VSH88DL und VSH89DL verfügen zudem über eine gelb hinter- leuchtete LCD Anzeige. Diese zeigt den aktuell gemessenen Ist-Druck.

Liegt ein Fehler im Betrieb des Messumformers vor, wird dies durch ein rot hinterleuchtetes Display signalisiert.

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vsh-de-130326 Über den ADJ-Taster am VSH können die Funktionen "Degas" und "Nachjustie- ren" aufgerufen werden.

Set

Status LED grün

Set 3s

Set

Status LED rot Initialisiere Degas

Set

Status LED grün Normalbetrieb

Status LED grün

Normalbetrieb Status LED orange Justieren

Set (Degas aus) 3min rot

Status LED grün Normalbetrieb Status LED rot

Degas ein

Status LED grün Normalbetrieb

3s

Set

Automatische Justierung von Nulldruck oder Atmosphärendruck Pirani

10s grün

1s grün Status LED rot

Justierfehler Status LED grün Normalbetrieb

3s Status LED schnell blinkend langsam blinkend Dauerleuchten Status LED grün

Normalbetrieb / BA aus Status LED grün Normalbetrieb / BA ein

Status LED orange Initialisiere Nachjustieren

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4.4 Degas

Ablagerungen und adsorbierte Gasmoleküle auf den Elektroden des Heißkatho- densensors können zu erhöhtem Ausgasen im Ultrahochvakuum führen sowie andererseits Instabilitäten im Mess-Signal verursachen.

In diesem Fall ist es angebracht, bei einem Druck unterhalb 2.0x10^-6mbar die Anode des Sensors durch Ausheizen von Ablagerungen und adsorbierten Gasmolekülen zu reinigen. Die Anode erwärmt sich dabei durch ohmsche Heizung auf bis zu 800°C.

Degas-Steuerung durch Tastendruck

Die Degas-Funktion kann direkt am Gerät per Tastendruck aktiviert werden, (siehe Bedienschema in Abschnitt 4.3). Hierzu den Gummistopfen über dem Taster "ADJ" entfernen (1), dann mit einem dünnen Schraubendreher oder ähnlichem Hilfsmittel mehrmals kurz auf den Taster drücken (2), bis die Status- LED schnell rot zu blinken beginnt. Nach 3s ohne weiteren Tastendruck startet automatisch der Degas-Vorgang, signalisiert durch ein langsames rotes Blinken der Status-LED. Der Degas-Vorgang wird nach ca. 3 Minuten selbständig abgeschaltet, kann jedoch jederzeit durch nochmaligen Tastendruck beendet werden. Zum Schluss den Gummistopfen wieder einsetzen.

Degas-Steuerung durch Analogsignal

Der Degas-Vorgang kann von einer Anlagensteuerung aus gestartet werden, indem Anschlusspin 9 kurz auf Masse gelegt wird (siehe Abschnitt 3.3.2).

Das Ausheizen wird nach ca. 3 Minuten selbständig abgeschaltet, kann jedoch jederzeit abgebrochen werden, indem Pin 9 nochmals kurz auf Masse geschaltet wird. Während des Degas-Vorgangs blinkt die Status-LED des VSH rot.

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vsh-de-130326 Degas-Steuerung über RS485

Der Degas-Vorgang kann durch entsprechende Softwarebefehle über die serielle Schnittstelle RS485 ein- und ausgeschaltet werden.

Das Ausheizen wird nach ca. 3 Minuten selbständig beendet, kann jedoch jederzeit per Softwarebefehl ausgeschaltet werden. Während des Degas-Vorgangs blinkt die Status-LED des VSH rot.

Address: 3 Bytes, dezimal; Adressraum RS485: 001 – 999 Code: "d" zum Schreiben des Degas-Parameters

Data: 1 Byte; "1" zum Einschalten, "0" zum Ausschalten von Degas cks: 1 Byte, Checksumme definiert als Summe über alle Bytes der Felder

Address, Code und Data, modulo 64 plus 64.

CR: Carriage Return (0Dh, 13d) Beispiel für Adress-Schalterstellung "1":

Aktion Telegramm an

Messumformer

Antwort-Telegramm vom Messumformer Degas einschalten "001d1f^CR" "001d1f^CR"

Degas ausschalten "001d0e^CR" "001d0e^CR"

Degas Status lesen "001DU^CR" "001D1F^CR"

( Degas: on) Weitere Informationen zum Thyracont-Kommunikationsprotokoll finden Sie in Abschnitt 4.2.

4.5 Nachjustieren

Das Gerät ist ab Werk bei Versorgungsspannung 24V stehend, d.h. mit dem Flansch nach unten, abgeglichen.

Andere Einbaulagen, Einsatz unter anderen klimatischen Bedingungen, extreme Temperaturschwankungen, Alterung oder Verschmutzung können ein Nachjus- tieren des Piranisensors erforderlich machen.

Nachjustieren am Gerät

Ein Nachjustieren auf Atmosphärendruck oder Nulldruck ist digital über den Taster "ADJ" möglich (siehe Bedienschema in Abschnitt 4.3). Der Messumformer erkennt automatisch, um welchen Justierpunkt es sich handelt.

Beim Nullabgleich sollte der Ist-Druck kleiner 5,0x10^-5mbar sein.

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Um optimale Ergebnisse beim Nachjustieren zu erzielen, empfehlen wir vor jedem Abgleich eine Warmlaufphase von min- destens 5 Minuten beim jeweiligen Kalibrierdruck zu beachten.

Zum Justieren den Gummistopfen über dem Taster "ADJ" entfernen (1), dann mit einem dünnen Schraubendreher oder ähnlichem Hilfsmittel mehrmals kurz auf den Taster drücken (2), bis die Status-LED schnell orange zu blinken beginnt. Nach 3s ohne weiteren Tastendruck signalisiert langsames Blinken, dass der Transmitter nun nachjustiert werden kann. Hierzu nochmals kurz die Taste drücken. Gummistopfen nun wieder einsetzen.

Nachjustieren über RS485

Ein Nachjustieren auf Atmosphärendruck oder Nulldruck ist auch durch entsprechende Software-Befehle über die RS485 Schnittstelle möglich.

Um unbeabsichtigtes Justieren des Messumformers zu verhindern, muss der jeweilige Justierpunkt für Atmosphärendruck bzw. Nulldruck zunächst freigeschaltet werden, danach kann die eigentliche Justierung erfolgen.

Beispiel für Adress-Schalterstellung "1":

Aktion Telegramm an

Messumformer

Antwort-Telegramm vom Messumformer Unlock Justierpunkt für

Atmosphärendruck

Justieren auf Atmosphärendruck

"001j1l^CR"

"001j100023a^CR"

"001j1l^CR"

"001j100023a^CR"

Unlock Justierpunkt für Nulldruck

Justieren auf Nulldruck

"001j0k^CR"

"001j000000[^CR"

"001j0k^CR"

"001j000000[^CR"

Weitere Informationen zum Thyracont-Kommunikationsprotokoll finden Sie in Abschnitt 4.2.

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vsh-de-130326 4.6 Gasart-Korrekturfaktoren

Das Mess-Signal des VSH ist gasartabhängig. Das Gerät ist auf N2 bzw.

trockene Luft abgeglichen. Für andere Gase kann die Druckausgabe unterhalb 0,1 mbar korrigiert werden, indem Korrekturfaktoren für beide Sensortypen via RS485 gesetzt werden.

Die Messwerte der Sensoren werden dann bereits im Gerät jeweils mit den entsprechenden Korrekturfaktoren multipliziert, so dass am analogen und digitalen Ausgang des Messumformers ein korrigiertes Mess-Signal zur Verfügung steht.

Korrekturfaktor 1 Pirani:

Ar 1,6 CO2 0,89 He 1,0 Ne 1,4

CO 1,0 H2 0,57 N2 1,0 Kr 2,4

Korrekturfaktor 2 Bayard Alpert:

Ar 0,80 H2 2,4 N2 1,0 Kr 0,6

CO2 0,74 He 5,9 Ne 3,5 Xe 0,41

Address: 3 Bytes, dezimal; Adressraum RS485: 001 – 999 Code: "C" zum Lesen, "c" zum Schreiben des Korrekturfaktors

Data: Leseanfrage oder Unlock: 1 Byte; "1" für Korrekturfaktor Pirani, "2" für Korrekturfaktor Bayard Alpert Wert lesen oder schreiben: 6 Byte; unsigned int

cks: 1 Byte, Checksumme definiert als Summe über alle Bytes der Felder Address, Code und Data, modulo 64 plus 64.

CR: Carriage Return (0Dh, 13d)

Der Wert des Datenfeldes beim Lesen oder Schreiben des Korrekturfaktors beinhaltet führende Nullen und entspricht dem 100fachen des Korrekturfaktors.

Wertebereich: "000020" für 0.20 bis "000800" für 8.00 Beispiel für Adress-Schalterstellung "1":

Aktion Telegramm an

Messumformer

Antwort-Telegramm vom Messumformer Gasart-Korrekturfaktor 2 lesen "001C2F^CR" "001C000240z^CR"

^c2=2.40 Unlock Gasart-Korrekturfaktor 1

Gasart-Korrekturfaktor 1 auf 0,57 setzen

"001c1e^CR"

"001c000057`^CR"

"001c1e^CR"

"001c000057`^CR"

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4.7 Schaltpunkte

Das VSH besitzt 2 unabhängige, potentialfreie Relais-Schaltpunkte. Diese sind als Umschalter gemäß der in Abschnitt 3.3.2 beschriebenen Pinbelegung am Anschluss-Stecker nach außen geführt.

Die Schalter sind jeweils bei Druckwerten unterhalb der zugehörigen Sollwerte aktiv und es leuchten die entsprechenden Kontroll-LEDs auf der Steckerseite des VSH. Die Schalthysterese ist fest auf 30% vom Sollwert eingestellt.

Die Programmierung der beiden Sollwerte erfolgt via RS485-Schnittstelle.

Address: 3 Bytes, dezimal; Adressraum RS485: 001 – 999 Code: "S" zum Lesen, "s" zum Schreiben des Sollwerts

Data: Leseanfrage oder Unlock: 1 Byte; "1" für Schaltpunkt 1 / Relais A, "2" für Schaltpunkt 2 / Relais B Wert lesen oder schreiben: 6 Byte; float

cks: 1 Byte, Checksumme definiert als Summe über alle Bytes der Felder Address, Code und Data, modulo 64 plus 64.

Aktion Telegramm an

Messumformer

Antwort-Telegramm vom Messumformer Schaltpunkt 2 lesen "001S2V^CR" "001S400016O^CR"

( 4.0x10-4 mbar) Unlock Schaltpunkt 2

Schaltpunkt 2 auf 4.2x10-4 mbar setzen

"001s2v^CR"

"001s420016q^CR"

"001s2v^CR"

"001s420016q^CR"

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vsh-de-130326 4.8 Modus Heißkathode

Bei bestimmten Prozess-Schritten kann es gewünscht sein, das von der Geräteelektronik automatisch gesteuerte Einschalten des Heißkathodensensors zu unterdrücken.

Hierzu ist es möglich, die Heißkathode per Softwarebefehl über die RS485- Schnittstelle zu deaktivieren:

"0": Modus "deaktiviert" kein Einschalten der Heißkathode

"1": Modus "aktiv" automatisches Ein- und Abschalten der Heißkathode Bei deaktivierter Heißkathode verhält sich der VSH wie ein reiner Pirani-

Messumformer mit Messbereich 1000 – 1x10^-4 mbar. Entsprechend bedeutet die Ausgabe "ur" in diesem Fall, dass der Druckwert unterhalb 1x10^-4 mbar liegt.

Das Einschalten der Degas-Funktion (s. Abschnitt 4.3) ist bei deaktivierter Heißkathode nicht möglich.

Der Parameter "Modus Heißkathode" wird nur temporär im Gerät gespeichert. Nach Ausfall oder Ausschalten der Span- nungsversorgung befindet sich der VSH immer im Modus

"Heißkathode aktiv" !

Address: 3 Bytes, dezimal; Adressraum RS485: 001 – 999 Code: "I" zum Lesen, "i" zum Schreiben des Parameters

Data: 1 Byte; "1" zum aktivieren, "0" zum deaktivieren der Heißkathode cks: 1 Byte, Checksumme definiert als Summe über alle Bytes der Felder

Aktion Telegramm an

Messumformer

Antwort-Telegramm vom Messumformer Heißkathode aktivieren "001i1k^CR" "001i1k^CR"

Heißkathode deaktivieren "001i0j^CR" "001i0j^CR"

Modus Heißkathode lesen "001IZ^CR" "001I1K^CR"

(^aktiv) Weitere Informationen zum Thyracont-Kommunikationsprotokoll finden Sie in Abschnitt 4.2.

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4.9 Modus Wertangleichung

Im VSH erfolgt standardmäßig ein kontinuierlicher Übergang zwischen Pirani- und Heißkathodenbereich. Dabei findet eine Wertangleichung statt.

Um das Verhalten des Messumformers den Prozessanforderungen optimal anzupassen, können mit dem Parameter "Modus Wertangleichung" per RS485 folgende Optionen konfiguriert werden:

"0": keine Wertangleichung, d.h. hartes Umschalten zwischen Pirani und Heißkathode bei 1.0 x10^-3 mbar

"1": Wertangleichung im Bereich 1.0 – 2.0x10^-3 mbar (Standard)

Address: 3 Bytes, dezimal; Adressraum RS485: 001 – 999 Code: "W" zum Lesen, "w" zum Schreiben des Parameters

Data: 6 Bytes; "000001" Wertangleichung, "000000" harte Umschaltung cks: 1 Byte, Checksumme definiert als Summe über alle Bytes der Felder

Aktion Telegramm an

Messumformer

Antwort-Telegramm vom Messumformer Modus Wertangleichung setzen

auf Wertangleichung

"001w000001i^CR" "001w000001i^CR"

Modus Wertangleichung lesen "001Wh^CR" "001W000001I^CR"

( Wertangleichung) Weitere Informationen zum Thyracont-Kommunikationsprotokoll finden Sie in Abschnitt 4.2.

(23)

vsh-de-130326 4.10 Ausheizen - Elektronik abnehmen

Soll die Vakuumkammer ausgeheizt werden, so darf die Temperatur am Sensorflansch 80°C nicht überschreiten.

Höhere Ausheiztemperaturen bis maximal 180°C am Fla nsch sind realisierbar, wenn die Elektronikeinheit des Transmitters vor dem Ausheizen abgenommen wird. Hierzu die beiden Rändelmuttern am Transmittergehäuse wie unten gezeigt entfernen und die Elektronik-Einheit gerade und ohne Drehbewegung nach hinten abziehen.

Messumformer vor dem Abstecken der Elektronik-Einheit von der Versorgungsspannung trennen!

Es darf keinesfalls Feuchtigkeit oder Staub in die Elektronik- Einheit gelangen!

Beim An- und Abstecken der Elektronik-Einheit auf die Orientie- rung achten und nicht verdrehen!

Dies kann zu Schäden am Gerät führen!

(24)

5 Wartung und Service

Vorsicht bei kontaminierten Teilen!

Es kann zu Gesundheitsschäden kommen. Informieren Sie sich vor Aufnahme der Arbeiten über eine eventuelle Kontami- nation. Beachten Sie beim Umgang mit kontaminierten Teilen die einschlägigen Vorschriften und Schutzmaßnahmen.

Das Gerät ist wartungsfrei. Äußerliche Verschmutzungen können mit einem feuchten Tuch beseitigt werden.

Sollte wider Erwarten ein Schaden an Ihrem VSH auftreten, senden Sie das Gerät bitte mit einer ausgefüllten Kontaminationserklärung (siehe nächste Seite) zur Reparatur an uns.

Das Gerät ist nicht zur kundenseitigen Reparatur vorgesehen!

Defekte Sensorköpfe können vor Ort ausgetauscht werden (Ersatzteile B_VSH88 bzw. B_VSH89).

Fehlfunktionen des Gerätes, die auf Verschmutzung oder Ver- schleiß zurückzuführen sind, fallen nicht unter die Gewährleis- tung.

Fehlersignal und Störungen

Problem Mögliche Ursache Behebung

Messwertabweichung zu groß

Alterung, Verschmutzung, extreme Temperaturen, falsche Justierung

Nachjustieren

0,5V < Mess-Signal < 1,3V/

"000000" via RS485 Messbereich unterschritten (Druck < 5x10^-10mbar) Mess-Signal <0,5V /

"1" via RS485 Status LED dauer-rot

Gerät oder Sensor defekt Gerät einschicken

Status LED dauer-orange Heißkathode Filament 1 defekt

ggfs. Sensor tauschen

"5" via RS485 Code unbekannt gesendeten Telegramm- Code prüfen

"7" via RS485 logischer Fehler Bearbeitung des gesendeten Befehls ist momentan nicht möglich Nachjustieren des Pirani-

Nullpunkts nicht möglich

Messwertabweichung über- steigt den Justierbereich

Gerät einschicken

(25)

vsh-de-130326

(26)

6 Technische Daten

Messprinzip Wärmeleitfähigkeit Pirani / Heißkathode Bayard Alpert Messbereich 1000 - 5,0x10-10 mbar (750 - 1,0x10-10 Torr) Max. Überlast 4 bar abs.

Genauigkeit 1000 … 10mbar: ca. 30 % f.r. (v. Messwert) 10 … 10^-8 mbar: 10 % f.r.

Materialien mit Vakuumkontakt

Edelstahl 1.4301, Wolfram, Nickel, Glas, Keramik, Iridium Filaments Bayard Alpert yttriertes Iridium

Emissionsstrom 9 µA, 100 µA, 1.0 mA, 2,0 mA Degas Methode ohmsche Heizung der Anode

Reaktionszeit 200 ms

(27)

vsh-de-130326 Betriebstemperatur 5...60 ^oC

Lagertemperatur -40...+65 ^oC

Ausheiztemperatur max. 180°C am Flansch bei abgenommener Elektronik Spannungsversorgung 20 - 30 VDC

Leistungsaufnahme max. 8 W ,

zusätzlich 1 W für Degas, 0,8 W für Relais und LCD Ausgangssignal 0 - 10 VDC, min. 10 kΩ

Messbereich 1,219 - 8,6 VDC, logarithmisch

Serielle Schnittstelle RS485: 9,6 … 115 kBit/s, 8 databit, 1 stopbit, no parity Schaltausgänge 2x Relais, potentialfrei

50 VAC / 2 A bzw. 30 VDC / 2 A, max. 60 VA Elektrischer Anschluss Sub-D, 15-polig, männl., verschraubbar Vakuumanschluss VSH88: Kleinflansch DN40 ISO KF

VSH89: Conflat Flansch DN40 CF

Abmessungen 141 x 69 x 48 mm (VSH88)

Schutzart IP 40

Gewicht 475 g (VSH88)

(28)

Konformitätserklärung

(29)

vsh-de-130326

Content

1 Safety Instructions ... 30 2 Vacuum Transducer VSH ... 31 2.1 For Orientation ... 31 2.2 Delivery Content ... 31 2.3 Product Description ... 31 3 Installation ... 33 3.1 Notes for Installation ... 33 3.2 Vacuum Connection ... 33 3.3 Electrical Connection ... 34 3.3.1 Operation With Thyracont Display Unit ... 34 3.3.2 Operation With Other Supply And Evaluation Units ... 35 4 Operation ... 36 4.1 General ... 36 4.2 Communication ... 37 4.2.1 The Serial Interface Of The VSH ... 37 4.2.2 Communication Protocol ... 38 4.2.3 Survey of Commands ... 38 4.3 Operating the VSH ... 40 4.4 Degas ... 42 4.5 Readjustment ... 43 4.6 Gas-Correction-Factors ... 45 4.7 Switchpoints ... 46 4.8 Mode Hot Cathode ... 47 4.9 Mode Sensor Transition ... 48 4.10 Bake-Out – Detachment of Electronics ... 49 5 Maintenance and Service ... 50 6 Technical Data ... 52 Declaration of Conformity ... 54

Manufacturer:

Thyracont Vacuum Instruments GmbH Max Emanuel Straße 10

D 94036 Passau Tel.: ++49/851/95986-0 Fax.: ++49/851/95986-40 email: info@thyracont.de Internet: http://www.thyracont.com

(30)

1 Safety Instructions

Read and follow the instructions of this manual

Inform yourself regarding hazards, which can be caused by the product or arise in your system

Comply with all safety instructions and regulations for accident prevention Check regularly that all safety requirements are being complied with

Take account of the ambient conditions when installing your VSH. The protection class is IP 40, which means the unit is protected against penetration of foreign bodies.

Adhere to the applicable regulations and take the necessary precautions for the process media used

Consider possible reactions between materials and process media

Consider possible reactions of the process media due to the heat generated by the product

Do not carry out any unauthorized conversions or modifications on the unit Before you start working, find out whether any of the vacuum components are

contaminated

Adhere to the relevant regulations and take the necessary precautions when handling contaminated parts

When returning the unit to us, please enclose a declaration of contamination Communicate the safety instructions to other users

Pictogram-Definition

Danger of an electric shock when touching

Danger of personal injury

Danger of damage to the unit or system

Important information about the product, it's handling or about a particular part of the documentation, which requires special attention

(31)

vsh-de-130326

2 Vacuum Transducer VSH

2.1 For Orientation

This operating instructions describe installation and operation of products with article numbers

VSH88D, VSH88DL, VSH89D and VSH89DL.

The article number can be found on the product's type label. Technical modifications are reserved without prior notification.

2.2 Delivery Content

Included in the delivery consignment are:

- Transducer VSH - Protective sensor screen - Protective flange cover - Operating instructions Available Accessories:

- Measurement cable 2m for VD9 display unit, W1506002 - Measurement cable 6m for VD9 display unit, W1506006 - Measurement cable 2m for VD10/VD12 display unit, W1515002 - Measurement cable 6m for VD10/VD12 display unit, W1515006 - Counterplug 15pole, XB1500002

2.3 Product Description

The VSH vacuum transducer measures absolute pressure in the range of 1000 - 5.0x10^-10 mbar. The transducer can be connected to Thyracont display and control units or to customer related power supply and evaluation units in compliance with pin assignment. The analog output signal 1.219V - 8.6V has a logarithmic dependence on pressure over the whole range.

In addition the device has a serial RS485 interface for digital data transfer (see chapter 4.2).

The transducer is equipped with a metal-sealed combination sensor type Pirani / Hot Cathode (Bayard Alpert) and temperature compensated. It can be mounted to suitable flange connectors.

(32)

Proper Use

The VSH serves exclusively to provide total pressure measurements in the range 1000 – 5.0x10^-10 mbar. It may only be connected to components specifically provided for such purpose.

Improper Use

The use for purposes not covered above is regarded as improper, in particular:

- the connection to components not allowed for in their operating instructions - the connection to components containing touchable, voltage carrying parts.

No liability or warranty will be accepted for claims arising from improper use.

The user bears the responsibility with respect to the used process media.

(33)

vsh-de-130326

3 Installation

3.1 Notes for Installation

Unauthorized modifications or conversions of the instrument are not allowed!

Installation location: Indoor

For not fully air conditioned open buildings and operation rooms:

Temperature: +5°C ... +60°C

Rel. Humidity: max. 80% up to 30°C, max. 50% at 40 °C, not condensing Air pressure: 860 - 1060 hPa

3.2 Vacuum Connection

Dirt and damage, especially at the vacuum flange, have an ad- verse effect on the function of this vacuum component.

Please take account of the necessary instructions with regard to cleanliness and damage prevention when using vacuum components.

- Remove the protective cover (is required again during maintenance work!) - Make vacuum connection via small flange DN40 ISO KF (VSH88) or conflat

flange DN40CF (VSH89)

- Use clamps, that can be opened and closed with appropriate tools only (e.g.

strap retainer-tension-ring), use sealing rings with a centering ring - Make sure that the sensor flange is connected to ground, e.g. by having

electrical contact to the grounded vacuum chamber (use metallic clamps) The transducer may be mounted in any orientation. Mounting with the flange to the top, however, can lead to early contamination and malfunction.

An upright orientation with flange to the bottom is to be preferred in order to keep particles and condensates out of the sensor cell. Further the transducer is adjusted in the upright position ex works. Different orientation –without readjustment- will lead to reduced accuracy at pressures above 20 mbar.

(34)

When mounting the transducer avoid forced twisting or violent opening. This can damage the VSH!

Overpressure in the vacuum system > 1 bar

Accidental or unintended opening of clamp elements under stress can lead to injuries due to parts flying around!

Unsecured hose connections can release, process media thus can leak and possibly damage your health.

Overpressure in the vacuum system 1.5 to 4 bar

KF flange connections with elastomer sealings cannot withstand such pressures. Process media thus can leak and possibly damage your health.

3.3 Electrical Connection

3.3.1 Operation With Thyracont Display Unit

For operation of the transducer with a Thyracont display and control unit a suitable measurement cable must be used (see accessories).

Do not connect or disconnect the transducer when the cable is on circuit!

Connect the cables plug to the transducer and secure it with the screw. Connect the other end of the cable to the display unit and secure the plug. Only now connect your display unit to mains power or switch it on respectively.

(35)

vsh-de-130326 3.3.2 Operation With Other Supply And Evaluation Units

The transducer can be operated with other customer related display units or voltage supplies.

The electrical connection is to be made by means of suitable cables considering EMI demands and according to the pin description shown below:

18 159

Socket

Pin 1:

Pin 2:

Pin 3:

Pin 4:

Pin 5:

Pin 6:

Pin 7:

Pin 8:

Pin 9:

Pin 10:

Pin 11:

Pin 12:

Pin 13:

Pin 14:

Pin 15:

Type SubD, 15pole, male

Identification: 39 kΩ Signal Output 0-10VDC AGND

Voltage Supply 24VDC Supply GND

Relay A, N.O.

Relay A, Common Relay A, N.C.

Degas, extern RS485 + RS485 - Shield Relay B, N.O.

Relay B, Common Relay B, N.C.

We recommend to have Shield (Pin 6) and supply common (Pin5) grounded in the supply unit.

Incorrect connection or inadmissible supply voltage can damage the transducer.

(36)

4 Operation

4.1 General Measurement Principle

The VSH vacuum transducer is equipped with an internal combination sensor of type Pirani / Hot Cathode.

The Pirani principle uses the heat conduction of gases for measuring vacuum. A sensor filament in a Wheatstone circuit is heated to a constant temperature, so the bridge voltage is a measure for total gas pressure.

The hot cathode sensor of Bayard Alpert type ionizes gas molecules by electron bombardment. The resulting ion current is a measure for the number of gas molecules present in the sensor and proportional to the absolute pressure.

Output Signal

The output signal 1.219 - 8.6 V of your VSH has a logarithmic dependence on pressure over the whole measurement range 5.0x10^-10 - 1000 mbar.

Conversion of voltage signal and pressure is done according to the following formula:

Serial Interface RS485

The measured absolute pressure can be read out digitally via the transducers serial RS485 interface. Additionally you can set various parameters like gas correction factors or setpoints. For further information see chapter 4.2 communication.

Warm-Up Time

The signal output of VSH is available immediately after the unit is switched on.

To take advantage of the maximum accuracy of the unit it is appropriate to allow for stabilization time of 2 minutes, especially when extreme pressure changes have occurred.

Accuracy

The unit is adjusted ex works in upright position and at 24V voltage supply.

Through contamination, ageing, extreme climatic conditions or different mounting orientation the need for readjustment may arise. Accuracy is reduced in the range above 20mbar.

Vout /V = 0.6 log (p/mbar) + 6.8 p /mbar = 10 ( (Vout /V – 6.8) / 0.6 )

(37)

vsh-de-130326 Dependence On Gas Type

The output signal depends on composition and type of the gas being measured.

The unit is adjusted for N2 and dry air. For other gases correction factors for both sensor types can be set via RS485 (see chapter 4.2 and 4.6. This results in a correct pressure display below 0.1 mbar.

4.2 Communication

4.2.1 The Serial Interface Of The VSH

The VSH transducer is equipped with a serial RS485 interface. To enable communication via RS485 please remove the rubber cap over the address switch (1) and then set the address switch to a value between 1 and 16 using a small screw driver or a similar tool (2). Afterwards insert the rubber cap again.

Communication is carried out according to the Thyracont protocol, detailed information hereto is provided in a separate description.

The analog output signal 0-10V is simultaneously available when RS485 !

(38)

4.2.2 Communication Protocol

Communication is carried out according to the Thyracont protocol. The commands are sent as ASCII-code in the following command frame:

Address: 3 Bytes, decimal; address space RS485: 001 – 999 Code: 1 Byte, command parameter, upper case character for read

command, lower case character for write command Data: data field, max. 6 Bytes; can be absent depending on code cks: 1 Byte, checksum, defined as sum over all Bytes of the fields

address, code and data, modulo 64 plus 64.

CR: Carriage Return (0Dh, 13d) Data Formats:

BOOLEAN 1 Byte

STRING: max. 6 Bytes

UNSIGNED INT: 6 Bytes with leading zeros FLOAT: 6 Bytes, exponential format

4 Bytes mantissa (means mantissa value x 1000) 2 Bytes exponent, offset 20

FLOAT-values are transmitted in hPa (mbar)!

Example: Value "460016" in a float type data field means 4.6x10^-4 mbar.

Interface-Parameter:

9,6 / 14,4 / 19,2 / 38,4 / 57,6 / 115,2 kBit/s, 8 data bits, 1 Stopbit, no parity When powered on the transducer starts with 9,6 kBit/s. If a telegram with different baud rate is received, the transducer will automatically adapt to it. For this automatic baud rate adaption a maximum of two telegrams of type "Type Request" or "Measure- ment Request" is required.

4.2.3 Survey of Commands

The transducer responds to type queries, measurement queries, commands for degas (chapter 4.4) , adjustment (chapter 4.5) and for setting gas correction factors (chapter 4.6).

Programming of the two relay switchpoints is also done via RS485 (chapter 4.7).

Further special parameters can be configured, which determine the general behaviour of the sensors (chapter 4.8 and 4.9).

(39)

vsh-de-130326 Survey of Commands:

Command Code Data Type Function

Type T STRING read

(VSH: VSH208)

Measurement Value M FLOAT read

Degas D, d BOOLEAN read D, write d

Setpoint S, s FLOAT read S, write s

(VSH: SP1 and SP2) Gas-Correction-Factor C, c UNSIGNED INT read C, write c

(VSH: C1 for Pirani, C2 for Bayard Alpert) Mode Hot Kathode I, i BOOLEAN read I, write i Mode

Sensor Transition

W, w UNSIGNED INT read W, write w

Pressure Adjustment j FLOAT write

Examples (for address-switch in position "1"):

Action Telegram to

transducer

Answer telegram from transducer Read type "001Te^CR" "001TVSH208p^CR"

Read pressure measurement "001M^^CR" "001M260014K^CR"

( 2.6x10-6 mbar) Activate degas "001d1f^CR" "001d1f^CR"

Deactivate degas "001d0e^CR" "001d0e^CR"

Read setpoint 2 "001S2V^CR" "001S400016O^CR"

( 4.0x10-4 mbar) Unlock setpoint 2

Set setpoint 2 to 4.2x10-4 mbar

"001s2v^CR"

"001s420016q^CR"

"001s2v^CR"

"001s420016q^CR"

Unlock gas-correction-factor 1 Set gas-correction-factor 1 to 1.20

"001c1e^CR"

"001c000120W^CR"

"001c1e^CR"

"001c000120W^CR"

Unlock adjustment for atmosphere pressure

Adjust on atmosphere pressure

"001j1l^CR"

"001j100023a^CR"

"001j1l^CR"

"001j100023a^CR"

Before writing the parameters "c" (correction factor), "s" (setpoint) and "j"

(adjustment) you must activate them by sending the corresponding unlock command!

(40)

4.3 Operating the VSH

The VSH is equipped with a status LED which signalizes the following operation- al states:

Normal Operation

Initializing Input

/ Hot Cathode on Normal Operation / Hot Cathode off

(green LED continuously on) (green LED flashing slowly) (green LED flashing quickly)

Error Degas on

(red LED continuously on) (red LED flashing slowly)

(red LED flashing quickly) Initializing Degas

Warning: Hot Cathode Filament 1 defective Ready for Adjustment

(orange LED continuously on) (orange LED flashing slowly)

(orange LED flashing quickly) Initializing Adjustment

In addition models VSH88DL and VSH89DL have an LCD with yellow backlight, that displays the measured actual pressure.

In case of an operation error or malfunction the display is illuminated by a red background color.

(41)

vsh-de-130326 By means of the ADJ pushbutton of the VSH "degas" and "adjustment" functions can be started.

Set

Status LED green

Set 3s

Set

Status LED red Initializing Degas

Set

Status LED orange Initializing Adjustment

Status LED green Normal Operation

Status LED green

Normal Operation Status LED orange Adjustment

Set (Degas off) 3min red

Status LED green Normal Operation Status LED red

Degas on

Status LED green Normal Operation

3s

Set Automatic Adjustment of zero or atmosphere pressure Pirani

10s orange

1s green

Status LED red Adjustment Error Status LED green Normal Operation

3s Status LED flashing quickly flashing slowly continuously on Status LED green

Normal Operation / BA off Status LED

Normal Operation / BA on green

(42)

4.4 Degas

Deposition or adsorbed gas molecules on the electrodes of the hot cathode sensor may lead to increased degassing in ultrahigh vacuum or even cause instabilities of the measurement signal.

In such cases it is appropriate to clean the anode of the sensor from such deposited material and adsorbed gas molecules by degassing. This is done at pressures below 2.0x10^-6mbar by ohmic heating of the anode to temperatures around 800°C.

Degas control by pushbutton

The degas function can be activated directly at the transducer by means of the pushbutton, (see operating scheme in chapter 4.3). To do this first remove the rubber cap above the ADJ pushbutton (1), then press the button several times by means of a small screwdriver or similar tool (2) until the status LED starts flashing quickly in red color. After 3s the degas process starts, signalized by a slowly flashing red status LED. The degas procedure will end automatically after approx. 3 minutes, but can be stopped anytime by a further keypress. Finally insert the rubber cap again.

Degas control by analog signal

Degas can be started externally from a PLC simply by connecting Pin 9 to ground for a short moment (see chapter 3.3.2).

The degas procedure will stop automatically after approx. 3 minutes, but can be cancelled any time by again connecting Pin 9 to ground for a short moment.

While the sensor is degassing the red status LED is flashing slowly in red color.

(43)

vsh-de-130326 Degas-Control via RS485

Degas can also be controlled by corresponding software commands via RS485.

The degas procedure will stop automatically after approx. 3 minutes, but can be cancelled any time by sending the corresponding software command.

While the sensor is degassing the red status LED is flashing slowly in red color.

Address: 3 Bytes, decimal; address space RS485: 001 – 999 Code: "d" for writing the degas parameter

Data: 1 Byte; "1" for activating, "0" for deactivating degas

cks: 1 Byte, checksum, defined as sum over all Bytes of the fields address, code and data, modulo 64 plus 64.

CR: Carriage Return (0Dh, 13d) Example (for address-switch in position "1"):

Action Telegram to

transducer

Answer telegram from transducer Activate degas "001d1f^CR" "001d1f^CR"

Deactivate degas "001d0e^CR" "001d0e^CR"

Read degas status "001DU^CR" "001D1F^CR"

( Degas: on) Please find further information about the Thyracont communication protocol in chapter 4.2.

4.5 Readjustment

The transducer is adjusted ex works with 24V voltage supply in upright position, flange to the bottom.

Other orientation, operation under different climatic conditions, extreme temperature changes, ageing or contamination can result in the need for readjustment of the Pirani sensor.

Readjustment by pushbutton

Readjustment on atmosphere or zero pressure can be done by means of the ADJ pushbutton of the VSH (see operation scheme, chapter 4.3). The transducer will notice automatically which adjustment point is relevant.

For zero adjustment actual pressure should be less than 5,0x10^-5mbar.

(44)

To achieve optimum results of the adjustment we recommend to consider a warm-up of at least 5 minutes at the appropriate calibration pressure before any adjustment.

For adjustment first remove the rubber cap above the ADJ button (1), then press the pushbutton several times by means of a screwdriver or other suitable tool (2) until the status LED starts quickly flashing orange. After further 3s a slowly flashing status LED signalizes that the transducer now can be readjusted by pushing the button once again. Finally insert the rubber cap again.

Readjustment via RS485

Readjustment on atmosphere or zero pressure is also possible by means of software commands via RS485 interface.

To avoid unintended adjustment the corresponding adjustment point for

atmosphere or zero pressure must be unlocked before the actual adjustment can be performed.

Example (for address-switch in position "1"):

Action Telegram to

transducer

Answer telegram from transducer Unlock adjustment point for

atmosphere pressure Adjustment on atmosphere

"001j1l^CR"

"001j100023a^CR"

"001j1l^CR"

"001j100023a^CR"

Unlock adjustment point for zero pressure

Adjustment on zero

"001j0k^CR"

"001j000000[^CR"

"001j0k^CR"

"001j000000[^CR"

Please find further information about the Thyracont communication protocol in chapter 4.2.

(45)

vsh-de-130326 4.6 Gas-Correction-Factors

The output signal of the VSH depends on type and composition of the gas being measured. The unit is adjusted for N2 and dry air. For other gases the pressure display can be corrected below 0.1 mbar by setting correction factors for both sensor types via RS485.

The measurement results of both sensors are then individually multiplied with the corresponding correction factors by the units microcontroller. The VSH can thereby provide a corrected pressure signal as analog and digital output.

Correction factor 1 Pirani:

Ar 1,6 CO2 0,89 He 1,0 Ne 1,4

CO 1,0 H2 0,57 N2 1,0 Kr 2,4

Correction factor 2 Bayard Alpert:

Ar 0,80 H2 2,4 N2 1,0 Kr 0,6

CO2 0,74 He 5,9 Ne 3,5 Xe 0,41

Address: 3 Bytes, decimal; address space RS485: 001 – 999 Code: "C" for reading, "c" for writing a correction factor

Data: Query to read or unlock: 1 Byte; "1" for correction factor Pirani, "2" for correction factor Bayard Alpert read or write: 6 Byte; unsigned int

The value in the data field when reading or writing correction factors contains leading zeros and is equal to the 100fold of the factor. Range: "000020" for 0.20 to "000800" for 8.00

Action Telegram to

transducer

Answer telegram from transducer Read gas correction factor 2 "001C2F^CR" "001C000240z^CR"

^c2=2.40 Unlock gas correction factor 1

Set gas correction factor 1 to 0.57

"001c1e^CR"

"001c000057`^CR"

"001c1e^CR"

"001c000057`^CR"

(46)

4.7 Switchpoints

The VSH provides 2 independent, potential-free relay switchpoints. These are available as change-over switches at the connector according to the pin assignmentals described in chapter 3.3.2.

The switches are active below the corresponding pressure setpoints. The control LEDs at the connector side of the VSH are on then. The hysteresis is fixed to 30% from the setpoint value.

The programming of both setpoints is done via RS485 interface.

Address: 3 Bytes, decimal; address space RS485: 001 – 999 Code: "S" for reading, "s" for writing setpoints

Data: Query to read or unlock: 1 Byte; "1" for setpoint 1 / relay A, "2" for setpoint 2 / relay B Read or write setpoint: 6 Byte; float

CR: Carriage Return (0Dh, 13d) Example (for address-switch in position "1"):

Action Telegram to

transducer

Answer telegram from transducer Read setpoint 2 "001S2V^CR" "001S400016O^CR"

( 4.0x10-4 mbar) Unlock setpoint 2

Set setpoint 2 to 4.2x10-4 mbar

"001s2v^CR"

"001s420016q^CR"

"001s2v^CR"

"001s420016q^CR"

(47)

vsh-de-130326 4.8 Mode Hot Cathode

For certain vacuum processes it may be favoured to suppress the start of the hot cathode sensor, which is automatically controlled by the transducer electronics.

Therefore it is possible to disable the hot cathode by software command via RS485 interface:

"0": Mode " disabled " hot cathode sensor remains switched-off

"1": Modus " enabled " start of hot cathode is automatically controlled by the transducer (standard)

When the hot cathode is disabled your VSH behaves like a Pirani transducer with range 1000 – 1x10^-4 mbar. Correspondingly the output "ur" in this case means that actual pressure is below 1x10^-4 mbar.

With disabled hot cathode it is not possible to start the degas function (see chapter 4.3).

Parameter "Mode Hot Cathode" is only temporarily saved in the transducer memory. After mains supply is switched off or disconnected the VSH will always be in mode "Hot cathode enabled" !

Address: 3 Bytes, decimal; address space RS485: 001 – 999 Code: "I" for reading, "i" for writing the parameter

Data: 1 Byte; "1" to enable, "0" to disable the hot cathode sensor cks: 1 Byte, checksum, defined as sum over all Bytes of the fields

address, code and data, modulo 64 plus 64.

Action Telegram to

transducer

Answer telegram from transducer Enable hot cathode "001i1k^CR" "001i1k^CR"

Disable hot cathode "001i0j^CR" "001i0j^CR"

Read mode hot cathode "001IZ^CR" "001I1K^CR"

(^enabled) Please find further information about the Thyracont communication protocol in chapter 4.2.